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实验四扩散硅压阻式压力传感器的压力测量实验
一、实验目的:了解扩散硅压阻式压力传感器测量压力的原理与方法。二、实验仪器压力传感器模块、温度传感器模块、数显单元、直流稳压源4V、±15V。三、实验原理在具有压阻效应的半导体材料上用扩散或离子注入法,,形成4个阻值相等的电阻条。并将它们连接成惠斯通电桥,电桥电源端和输出端引出,用制造集成电路的方法封装起来,制成扩散硅压阻式压力传感器。平时敏感芯片没有外加压力作用,内部电桥处于平衡状态,当传感器受压后芯片电阻发生变化,电桥将失去平衡,给电桥加一个恒定电压源,电桥将输出与压力对应的电压信号,这样传感器的电阻变化通过电桥转换成压力信号输出。四、实验内容与步骤
1扩散硅压力传感器MP×10已安装在压力传感器模块上,将气室1、2的活塞退
到20ml处,并按图41接好气路系统。其中P1端为正压力输入、P2端为负压力输入,P×10有4个引出脚,1脚接地、2脚为Uo+、3脚接5V电源、4脚为Uo;当P1>P2时,输出为正;当P1<P2时,输出为负。
2检查气路系统,分别推进气室1、2的两个活塞,对应的气压计有显示压力值并
能保持不动。3接入4V、±15V直流稳压电源,模块输出端Uo2接控制台上数显直流电压表,选择20V档,打开实验台总电源。
f4调节Rw2到适当位置并保持不动,用导线将差动放大器的输入端Ui短路,然后调节Rw3使直流电压表200mV档显示为零,取下短路导线。5退回气室1、2的两个活塞,使两个气压计均指在“零”刻度处,将MP×10的输出接到差动放大器的输入端Ui,调节Rw1使直流电压表200mv档显示为零。6保持负压力输入P2压力零不变,增大正压力输入P1的压力,每隔0005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P1的压力达到0095Mpa;填入表41。
PKPUo2V
7保持正压力输入P1压力0095Mpa不变,增大负压力输入P2的压力,每隔
0005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P2的压力达到0095Mpa;填入表42。
PKPUo2V
8保持负压力输入P2压力0095Mpa不变,减小正压力输入P1的压力,每隔
0005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P1的压力达到00Mpa;填入表43。
PKPUo2V
9保持负压力输入P1压力0Mpa不变,减小正压力输入P2的压力,每隔
0005Mpa记下模块输出Uo2的电压值。直到P2的压力达到00Mpa;填入表44
fPKPUo2V
五、实验报告1根据表41、42、43所得数据,计算压力传感器输入P(P1P2)-输出Uo2曲线。计算灵敏度L△U/△P,非线性误差δf。
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